JP2023127447A - Lighting device and lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、点灯装置および照明器具に関する。 The present disclosure relates to lighting devices and lighting fixtures.
特許文献1には、直流入力電圧をリアクトルとスイッチング素子との直列回路を介してスイッチングすることにより得られた電圧を整流平滑して、所定の出力電圧を得るスイッチング電源装置が開示されている。このスイッチング電源装置は、オフ時間演算部、演算部および制御部を備える。オフ時間演算部は、出力電圧と基準値とに基づき算出されたスイッチング素子のオン時間と、直流入力電圧と、出力電圧とに基づき、スイッチング素子のオフ時間を算出する。演算部は、オフ時間演算部で算出されたオフ時間とオン時間とに基づき、周期及び周波数の少なくともいずれか一方を算出する。制御部は、周期及び周波数の一方と、基準周期及び基準周波数の一方との比較結果に基づき、スイッチング素子を制御する。制御部は、周波数が基準周波数を超えた場合に、スイッチング素子の最大周波数を制限し、且つスイッチング素子のオフ時間を延長する。制御部は、スイッチング素子のオフ時に両端電圧が減衰振動する際のボトムを演算により予測し、演算部で算出された周波数が基準周波数を超えた場合に、予測された最初のボトムから1回以上スキップして、次のボトムになった時にスイッチング素子をオンさせる。
コイルとスイッチング素子から成るスイッチング回路を用いて、LEDなどの負荷に電力を供給することがある。このような点灯装置では、例えば交流の入力電圧を整流器によって整流し、整流された電圧を昇圧して直流化する。この直流電圧は、所定の電圧が得られるように降圧され、LEDなどの負荷に供給される。点灯装置の主な構成は、例えば整流回路、PFC回路、バックコンバータ回路である。 A switching circuit consisting of a coil and a switching element may be used to supply power to a load such as an LED. In such a lighting device, for example, an AC input voltage is rectified by a rectifier, and the rectified voltage is boosted to become a DC voltage. This DC voltage is stepped down to obtain a predetermined voltage and is supplied to a load such as an LED. The main components of the lighting device include, for example, a rectifier circuit, a PFC circuit, and a buck converter circuit.
スイッチング回路の周波数は、例えば点灯装置の入力電圧、負荷に供給する電力、コイルのインダクタンスなどのパラメータから演算される。一般に、高負荷時はスイッチング周波数が低くなり、軽負荷時はスイッチング周波数が高くなる。スイッチング周波数が高い時、スイッチング素子の損失が大きくなる傾向にある。特許文献1では、最大周波数を制限することによって、損失を抑えている。
The frequency of the switching circuit is calculated from parameters such as the input voltage of the lighting device, the power supplied to the load, and the inductance of the coil. Generally, when the load is high, the switching frequency becomes low, and when the load is light, the switching frequency becomes high. When the switching frequency is high, the loss of the switching element tends to increase. In
また、例えばCISPR15によれば、周波数が低い時においても、規格値を満足することが求められる。CISPR15では、周波数が低くなるほど規格値が緩和される。しかし、規格値は周波数に比例するものではない。規格値は、周波数ごとに区切られた段階的な値である。規格値は、例えば9kHz以上50kHz未満では110dB、50kHz以上150kHz未満では90dB~80dBに比例して変化する。高負荷時はスイッチング周波数が低くなり、動作周波数がそのままノイズとなり外部へ出力される可能性がある。例えばスイッチング周波数が50kHzであった場合、90dBの厳しい規格値が適用される。このため、規格値が緩和される50kHz未満で動作させることが望ましい場合がある。 Furthermore, for example, according to CISPR15, it is required to satisfy standard values even when the frequency is low. In CISPR15, the lower the frequency, the more relaxed the standard value is. However, the standard value is not proportional to frequency. The standard value is a stepwise value divided by frequency. The standard value changes in proportion to, for example, 110 dB at 9 kHz or more and less than 50 kHz, and 90 dB to 80 dB at 50 kHz or more and less than 150 kHz. When the load is high, the switching frequency becomes low, and the operating frequency may become noise and be output to the outside. For example, if the switching frequency is 50 kHz, a strict standard value of 90 dB is applied. For this reason, it may be desirable to operate at a frequency below 50 kHz, at which the standard value is relaxed.
ここで、特許文献1のようなボトムスキップによる制御は、周波数が高い時においては有効な制御である。しかし、周波数が低い場合は、ボトムスキップ一回で周波数が大きく変動してしまい、細かい制御ができない。また、ボトムのスキップ回数が多くなる事で、減衰振動がノイズとなり外部へ影響を及ぼすことがある。このため、ノイズ抑制が困難となるおそれがある。
Here, control using bottom skip as in
本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、適切なスイッチング周波数を設定できる点灯装置および照明器具を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a lighting device and a lighting fixture that can set an appropriate switching frequency.
本開示に係る点灯装置は、スイッチング素子のオンオフにより光源を点灯させる点灯回路と、前記点灯回路を制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、第1演算式で算出された前記スイッチング素子の第1周波数が予め定められた範囲外の場合、前記第1周波数で前記スイッチング素子を動作させ、前記第1周波数が前記範囲内であり、第2演算式で算出された前記スイッチング素子の第2周波数が前記範囲外の場合、前記第2周波数で前記スイッチング素子を動作させ、前記第2演算式は、前記第1演算式よりも算出結果が小さい。 A lighting device according to the present disclosure includes a lighting circuit that lights up a light source by turning on and off a switching element, and a control circuit that controls the lighting circuit, and the control circuit includes a lighting circuit that controls the switching element calculated using a first arithmetic expression. If the first frequency of the switching element is outside the predetermined range, the switching element is operated at the first frequency, and the first frequency of the switching element is within the range and the first frequency of the switching element is calculated using the second arithmetic expression. When the two frequencies are outside the range, the switching element is operated at the second frequency, and the second calculation formula has a smaller calculation result than the first calculation formula.
本開示に係る点灯装置では、制御回路は、第1演算式で算出された第1周波数が予め定められた範囲外の場合、第1周波数でスイッチング素子を動作させる。また制御回路は、第1周波数が当該範囲内であり、第1演算式よりも算出結果が小さい第2演算式で算出されたスイッチング素子の第2周波数が当該範囲外の場合、第2周波数でスイッチング素子を動作させる。これにより、適切なスイッチング周波数を設定できる。 In the lighting device according to the present disclosure, the control circuit operates the switching element at the first frequency when the first frequency calculated by the first arithmetic expression is outside a predetermined range. In addition, if the first frequency is within the range and the second frequency of the switching element calculated by the second calculation formula, which has a smaller calculation result than the first calculation formula, is outside the range, the control circuit controls Operate the switching element. This allows an appropriate switching frequency to be set.
本実施の形態に係る点灯装置および照明器具について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 A lighting device and a lighting fixture according to this embodiment will be described with reference to the drawings. Identical or corresponding components may be given the same reference numerals and repeated descriptions may be omitted.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る照明器具100の回路ブロック図である。照明器具100は、点灯装置10と、光源40とを備える。点灯装置10は、スイッチング素子Q1、Q2のオンオフにより光源40を点灯させる点灯回路と、点灯回路を制御する制御回路30を備える。光源40は、直列に接続された複数のLEDを備える。複数のLEDは並列または直並列に接続されていても良い。光源40は、LEDに代えて有機EL等の他の発光素子を備えても良い。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a
点灯回路は、商用電源ACを整流する整流器DBと、昇圧チョッパ回路12と、バックコンバータ回路20を備えている。昇圧チョッパ回路12は、整流器DBで全波整流された脈流電圧を変換して、コンデンサC2に所定の直流高電圧を充電する。昇圧チョッパ回路12は、コイルL1、スイッチング素子Q1、ダイオードD1で構成される。スイッチング素子Q1は例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)である。コンデンサC2に充電される電圧は、抵抗R5、R6の抵抗分圧により制御回路30のP1端子に入力される。これにより、制御回路30は、コンデンサC2の電圧に比例した電圧を検出することができる。
The lighting circuit includes a rectifier DB that rectifies commercial power supply AC, a
制御回路30は、コンデンサC2に充電されている電圧を所定の直流電圧にするため、即ち、制御回路30のP1端子電圧が一定電圧になるように、フィードバック制御を行う。制御回路30は、Vg1端子からスイッチング素子Q1を動作させるスイッチング信号を出力する。一般にマイコンの動作電源電圧は、MOSFETの駆動電圧よりも低い。このため、制御回路30のVg1端子から一旦MOSFETドライバー18にスイッチング信号を入力する。MOSFETドライバー18は、制御回路30よりも高い電圧を出力することができる。このため、スイッチング素子Q1を安定してスイッチングできる。
The
スイッチング素子Q1のソース端子には図示しない検出抵抗が接続され、この検出抵抗の電圧は制御回路30に入力される。スイッチング素子Q1がオンした時に流れる電流を検出抵抗で電圧変換することで、スイッチング素子Q1の電流値を検出することができる。
A detection resistor (not shown) is connected to the source terminal of the switching element Q1, and the voltage of this detection resistor is input to the
昇圧チョッパ回路12は商用電源ACから出力される力率を高力率にする力率改善回路動作をする。力率改善回路動作では、スイッチング素子Q1のオン幅が商用電源ACの周期において一定に制御される。これにより、スイッチング電流の平均値が商用電源ACの位相に比例する。このとき、フィードバック周期は商用電源ACが全波整流された周期よりも遅くする必要がある。
The
また、整流器DBで全波整流された電圧はコンデンサC1によって平滑化され、昇圧チョッパ回路12が動作する電源となる。コンデンサC1に発生する電圧は、昇圧チョッパ回路12の動作により、全波整流電圧となる。
Further, the voltage that has been full-wave rectified by the rectifier DB is smoothed by the capacitor C1, and serves as a power source for operating the
バックコンバータ回路20は、コンデンサC2の電圧を変換して光源40を点灯させる。バックコンバータ回路20は、スイッチング素子Q2、コイルL2、ダイオードD2から構成される。スイッチング素子Q2は例えばMOSFETである。バックコンバータ回路20が出力する高周波電圧は、光源40と並列に接続するコンデンサC3で平滑化される。これにより、光源40に直流電圧が供給される。
コンデンサC3および光源40には抵抗R4が接続される。抵抗R4には、バックコンバータ回路20が出力するスイッチング電流が流れる。抵抗R4に流れた電流は電圧に変換され、制御回路30のP2端子に入力される。抵抗R4に流れる電流は、バックコンバータ電流であり、その平均値は光源40に流れるLED電流に等しい。制御回路30は、抵抗R4に発生する電圧が一定になるように、Vg2端子からスイッチング素子Q2を動作させるスイッチング信号を出力する。よって、定電流制御により光源40は点灯する。制御回路30のVg2端子からのスイッチング信号は、昇圧チョッパ回路12と同様に、MOSFETドライバー18を介して、スイッチング素子Q2に入力される。これにより、スイッチング素子Q2を安定してスイッチングできる。
A resistor R4 is connected to the capacitor C3 and the
コンデンサC2に蓄えられた電荷は、制御電源回路部14で変換され、コンデンサC4で平滑されて、MOSFETドライバー18の制御電源として供給される。この制御電源の電圧をV1とする。例えばV1は15Vである。さらに電圧V1は降圧回路部16を介して、制御回路30のVDD端子に入力され、制御回路30の制御電源となる。VDD端子の電圧は例えば5Vである。制御電源回路部14は、バックコンバータ回路などの降圧コンバータ回路でも良く、フライバック回路などの昇降圧コンバータ回路でも良い。
The charge stored in the capacitor C2 is converted by the control power
コンデンサC1には、抵抗R1、R2が接続される。抵抗R1、R2で抵抗分圧された電圧は、制御回路30のP3端子に入力される。このように制御回路30は、商用電源ACの電圧を検出して、制御に反映している。
Resistors R1 and R2 are connected to the capacitor C1. The voltage divided by the resistors R1 and R2 is input to the P3 terminal of the
制御回路30は、IC(Integrated Circuit)、マイコン等である。制御回路30は、動作パラメータ設定部32と演算部34を備える。動作パラメータ設定部32は、昇圧チョッパ回路12の出力電圧およびLED電流を設定する。演算部34は、動作パラメータ設定部32が設定した動作パラメータによって、昇圧チョッパ回路12およびバックコンバータ回路20の動作周波数を算出する。
The
次に、昇圧チョッパ回路12のスイッチング周波数の制御について説明する。本実施の形態の制御回路30は、後述する第1演算式で算出されたスイッチング素子Q1の第1周波数が予め定められた規定値より小さい場合、第1周波数でスイッチング素子Q1を動作させる。また、制御回路30は、第1周波数が規定値より大きく、第2演算式で算出されたスイッチング素子Q1の第2周波数が規定値より小さい場合、第2周波数でスイッチング素子を動作させる。予め定められた規定値は、例えばCISPR15の規格値の境界である50kHzである。
Next, control of the switching frequency of the
図2は、実施の形態1に係る昇圧チョッパ回路12が第1演算式に基づき動作する場合のコイル電流の時間変化を示す図である。図2に示される状態では、昇圧チョッパ回路12は臨界モードで動作している。このとき、スイッチング素子Q1のオン時の電流は、式(1)で示される。また、スイッチング素子Q1のオフ時の電流は、式(2)で示される。
IL1P=Vin1×Ton1/L1・・・式(1)
IL1P=(Vout1―Vin1)×Toff1/L1・・・式(2)
FIG. 2 is a diagram showing a change in coil current over time when the
IL1P=Vin1×Ton1/L1...Formula (1)
IL1P=(Vout1-Vin1)×Toff1/L1...Formula (2)
ここで、IL1PはコイルL1の電流のピーク値、Vin1は昇圧チョッパ回路12の入力電圧、Vout1は昇圧チョッパ回路の出力電圧、Ton1はQ1のオン時間、Toff1はQ1のオフ時間、L1はコイルL1のインダクタンス値である。
Here, IL1P is the peak value of the current of the coil L1, Vin1 is the input voltage of the
式(1)、式(2)より、動作周波数f1は式(3)で表される。
f1=1/(Ton1+Toff1)
=1/((L1×IL1P/Vin1)+(L1×IL1P/(Vout1-Vin1)))・・・式(3)
From equations (1) and (2), the operating frequency f1 is expressed by equation (3).
f1=1/(Ton1+Toff1)
=1/((L1×IL1P/Vin1)+(L1×IL1P/(Vout1-Vin1)))...Formula (3)
L1は設計により決定される値であり、Vin1は制御回路30のP3端子で検出できる。また、Vout1は制御回路30のP1端子で検出でき、IL1Pは上述した検出抵抗で検出できる。また、IL1Pの検出値は、昇圧チョッパ回路12が出力する電力、即ち、おおよそ光源40が消費する電力によって決まる。これら検出値を演算することによって、動作周波数f1を算出できる。なお、IL1Pが変わるということはスイッチング素子Q1のオン時間が変わることを意味する。
L1 is a value determined by design, and Vin1 can be detected at the P3 terminal of the
制御回路30は、式(3)にて計算した結果、動作周波数f1が規定値である50kHz未満であった場合、式(3)から得られた動作周波数f1でスイッチング素子Q1を動作させる。式(3)は第1演算式に該当する。また、式(3)から得られた動作周波数f1は、第1演算式で算出されたスイッチング素子Q1の第1周波数に該当する。
The
次に、式(3)で得られた動作周波数f1が、50kHz以上150kHz未満であった場合について説明する。図3は、実施の形態1に係る昇圧チョッパ回路12が第2演算式に基づき動作する場合のコイル電流の時間変化を示す図である。図3に示される状態では、制御回路30はスイッチング素子Q1がオンするタイミングを予め定められた遅延時間Td1だけ遅らせる。
Next, a case where the operating frequency f1 obtained by equation (3) is 50 kHz or more and less than 150 kHz will be described. FIG. 3 is a diagram showing a change in coil current over time when the
このとき、動作周波数f1は式(4)で表される。
f1=1/(Ton1+Toff1+Td1)
=1/((L1×IL1P/Vin1)+(L1×IL1P/(Vout1-Vin1))+Td1)・・・式(4)
At this time, the operating frequency f1 is expressed by equation (4).
f1=1/(Ton1+Toff1+Td1)
=1/((L1×IL1P/Vin1)+(L1×IL1P/(Vout1-Vin1))+Td1)...Formula (4)
ここで、遅延時間Td1はQ1の休止時間である。つまり遅延時間Td1は、スイッチング素子Q1がオフして昇圧チョッパ回路12が有するコイルL1の電流がゼロになった後、次にスイッチング素子Q1がオンするまでの時間である。
Here, the delay time Td1 is the pause time of Q1. In other words, the delay time Td1 is the time from when the switching element Q1 is turned off and the current in the coil L1 of the
式(4)は、式(3)よりも算出結果が小さい。式(4)では、スイッチング素子Q1がオンするタイミングの予め定められた遅延時間Td1が含められることで、式(3)よりも算出結果が小さくなる。 The calculation result of equation (4) is smaller than that of equation (3). In Equation (4), the predetermined delay time Td1 of the timing at which the switching element Q1 is turned on is included, so that the calculated result is smaller than that in Equation (3).
制御回路30は、式(4)にて計算した結果、動作周波数f1が規定値である50kHz未満であった場合、式(4)で得られた動作周波数f1でスイッチング素子Q1を動作させる。なお、式(4)は第2演算式に該当する。また、式(4)から得られた動作周波数f1は、第2演算式で算出されたスイッチング素子Q1の第2周波数に該当する。スイッチング素子Q1がオンするタイミングは、第2周波数での動作時では、第1周波数での動作時よりも予め定められた遅延時間Td1だけ遅い。
If the operating frequency f1 is less than the specified value of 50 kHz as a result of calculation using equation (4), the
式(4)で得られた動作周波数f1が、50kHz以上であった場合、式(4)の遅延時間Td1を増加させて、動作周波数f1を再度算出する。例えば式(4)の遅延時間Td1にさらにTd1を加算して動作周波数f1を算出する。このようにして、動作周波数f1が50kHz未満となるまで演算を繰り返す。 If the operating frequency f1 obtained by equation (4) is 50 kHz or more, the delay time Td1 of equation (4) is increased and the operating frequency f1 is calculated again. For example, the operating frequency f1 is calculated by further adding Td1 to the delay time Td1 in equation (4). In this way, the calculation is repeated until the operating frequency f1 becomes less than 50 kHz.
以上から本実施の形態では、第1演算式と、第1演算式よりも算出結果が小さい第2演算式を用いることで、適切なスイッチング周波数を設定できる。これにより、入力電圧、光源40の状態またはインダクタンス等に関わらず、例えば50kHz付近でスイッチング素子Q1が動作することを防止できる。従って、CISPR15の規格を容易に充足できる。また、遅延時間Td1の設定により、スイッチング周波数を細かく制御できる。
As described above, in this embodiment, an appropriate switching frequency can be set by using the first arithmetic expression and the second arithmetic expression whose calculation result is smaller than the first arithmetic expression. Thereby, regardless of the input voltage, the state of the
なお、昇圧チョッパ回路12の入力電圧は交流電圧である。このため、臨界モード動作時は式(5)のように、位相によってToff1が変わる。
Toff1=L1×IL1P×sinθ/((Vout1-(Vin1×sinθ))・・・式(5)
Note that the input voltage of the
Toff1=L1×IL1P×sinθ/((Vout1−(Vin1×sinθ))...Equation (5)
sinθ=90°の時に最もオフ時間が長くなり、sinθ=0°の時に最もオフ時間が短くなる。よって、昇圧チョッパ回路12では、最も周波数が高くなるsinθ=0°の動作周波数f1を算出すると良い。例えばsinθ=0°の動作周波数f1が50kHz以上150kHz未満であった場合、式(4)の通り、オンするタイミングを遅延時間Td1だけ遅らせて、動作周波数f1が50kHz未満となるようにする。
The off time is longest when sin θ=90°, and the off time is shortest when sin θ=0°. Therefore, in the
次に、バックコンバータ回路20のスイッチング周波数の制御について説明する。昇圧チョッパ回路12と同様に、スイッチング素子Q2のオン時の電流は式(6)で表され、オフ時の電流は式(7)で表される。
IL2P=(Vin2―Vout2)×Ton2/L2・・・式(6)
IL2P=Vout2×Toff2/L2・・・式(7)
Next, control of the switching frequency of the
IL2P=(Vin2-Vout2)×Ton2/L2...Formula (6)
IL2P=Vout2×Toff2/L2...Formula (7)
ここで、IL2PはコイルL2の電流のピーク値、Vin2はバックコンバータ回路20の入力電圧、Vout2はバックコンバータ回路20の出力電圧、Ton2はQ2のオン時間、Toff2はQ2のオフ時間、L2はコイルL2のインダクタンス値である。
Here, IL2P is the peak value of the current in the coil L2, Vin2 is the input voltage of the
動作周波数f2は式(6)、(7)より、式(8)で表される。
f2=1/(Ton2+Toff2)
=1/((L2×IL2P/(Vin2―Vout2))+(L2×IL2P/Vout2))・・・式(8)
The operating frequency f2 is expressed by equation (8) from equations (6) and (7).
f2=1/(Ton2+Toff2)
=1/((L2×IL2P/(Vin2-Vout2))+(L2×IL2P/Vout2))...Formula (8)
L2は設計により決定される値であり、Vin2は制御回路30のP1端子で検出できる。また、IL2Pは制御回路30のP2端子で検出できる。Vout2は接続する光源40の電圧であり、設計により決定される。また、IL2Pは光源40に流す目標電流によって検出値が決まる。これらの検出値を演算することによって、動作周波数f2を算出できる。なお、IL2Pが変わることはスイッチング素子Q2のオン時間が変わることを意味する。
L2 is a value determined by design, and Vin2 can be detected at the P1 terminal of the
式(8)にて計算した結果、例えばCISPR15の規格値の境界である50kHz未満であった場合、式(8)で算出した動作周波数f2でスイッチング素子Q2を動作させる。式(8)は第1演算式に該当する。また、式(8)から得られた動作周波数f2は、第1演算式で算出されたスイッチング素子Q2の第1周波数に該当する。 If the result of calculation using equation (8) is, for example, less than 50 kHz, which is the boundary of the standard value of CISPR15, switching element Q2 is operated at the operating frequency f2 calculated using equation (8). Equation (8) corresponds to the first arithmetic expression. Furthermore, the operating frequency f2 obtained from equation (8) corresponds to the first frequency of the switching element Q2 calculated using the first arithmetic equation.
式(8)で算出した動作周波数f2が50kHz以上150kHz未満であった場合は、昇圧チョッパ回路12の場合と同様に、スイッチング素子Q2がオンするタイミングを遅延時間Td2だけ遅らせた式(9)で動作周波数f2を算出する。
If the operating frequency f2 calculated by equation (8) is 50 kHz or more and less than 150 kHz, as in the case of the
f2=1/(Ton2+Toff2+Td2)
=1/((L2×IL2P/(Vin2―Vout2))+(L2×IL2P/Vout2)+Td2) ・・・式(9)
f2=1/(Ton2+Toff2+Td2)
=1/((L2×IL2P/(Vin2-Vout2))+(L2×IL2P/Vout2)+Td2) ...Formula (9)
ここで、遅延時間Td2はQ2の休止時間である。つまり遅延時間Td2は、スイッチング素子Q2がオフしてバックコンバータ回路20が有するコイルL2の電流がゼロになった後、次にスイッチング素子Q2がオンするまでの時間である。
Here, the delay time Td2 is the pause time of Q2. In other words, the delay time Td2 is the time from when the switching element Q2 is turned off and the current in the coil L2 of the
制御回路30は、式(9)にて計算した結果、動作周波数f2が規定値である50kHz未満であった場合、式(9)から得られた動作周波数f2でスイッチング素子Q2を動作させる。なお、式(9)は第2演算式に該当する。また、式(9)で得られた動作周波数f2は、第2演算式で算出されたスイッチング素子Q2の第2周波数に該当する。スイッチング素子Q2がオンするタイミングは、第2周波数での動作時では、第1周波数での動作時よりも予め定められた遅延時間Td2だけ遅い。
The
式(9)で得られた動作周波数f2が、50kHz以上であった場合、式(9)の遅延時間Td2を増加させて、動作周波数f2を再度算出する。例えば式(9)の遅延時間Td2にさらにTd2を加算して動作周波数f2を算出する。このようにして、動作周波数f2が50kHz未満となるまで演算を繰り返す。 If the operating frequency f2 obtained by equation (9) is 50 kHz or more, the delay time Td2 of equation (9) is increased and the operating frequency f2 is calculated again. For example, the operating frequency f2 is calculated by further adding Td2 to the delay time Td2 in equation (9). In this way, the calculation is repeated until the operating frequency f2 becomes less than 50 kHz.
以上からバックコンバータ回路20においても、第1演算式と、第1演算式よりも算出結果が小さい第2演算式を用いることで、適切なスイッチング周波数を設定できる。これにより、入力電圧、負荷の状態、インダクタンスに関わらず、例えば50kHz付近でスイッチング素子Q2が動作することを防止できる。従って、CISPR15の規格を容易に充足できる。
From the above, in the
なお、制御回路30の動作パラメータ設定部32は、第1演算式、第2演算式における各種パラメータを取得および保持する。演算部34は、各種パラメータと第1演算式、第2演算式に基づき、第1周波数、第2周波数を算出する。動作パラメータ設定部32と演算部34の機能は、例えばプロセッサおよびメモリで実現できる。
Note that the operation
図4は、実施の形態1に係る照明器具100が第1演算式に基づき動作した場合の雑音端子電圧を説明する図である。図5は、実施の形態1に係る照明器具100が第2演算式に基づき動作した場合の雑音端子電圧を説明する図である。第2演算式で算出された周波数を用いることで、第1演算式で算出された周波数を用いた場合よりもスイッチング周波数が低くなる。このため、ノイズレベルを下げることなく、容易に照明器具100をノイズ規格に適合させることができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating the noise terminal voltage when the
本実施の形態では、規定値が50kHzの例について説明した。規定値はこれに限らず、150kHzなどであっても良い。制御回路30は、任意の範囲と算出した動作周波数とを比較して、スイッチング素子のスイッチング周波数を決定すれば良い。つまり、制御回路30は、第1周波数が予め定められた範囲外の場合、第1周波数でスイッチング素子を動作させ、第1周波数が当該範囲内であり第2周波数が当該範囲外の場合、第2周波数でスイッチング素子を動作させれば良い。
In this embodiment, an example in which the specified value is 50 kHz has been described. The specified value is not limited to this, and may be 150 kHz or the like. The
また、昇圧チョッパ回路12とバックコンバータ回路20の動作周波数が一致した場合、ノイズレベルが上昇する可能性がある。この場合、どちらか一方の回路において、さらに遅延時間Tdを増加させて周波数を変更すると良い。これにより、ノイズレベルを下げることができる。
Further, if the operating frequencies of the
なお、本実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いても良い。 Note that the technical features described in this embodiment may be used in combination as appropriate.
10 点灯装置、12 昇圧チョッパ回路、14 制御電源回路部、16 降圧回路部、18 MOSFETドライバー、20 バックコンバータ回路、30 制御回路、32 動作パラメータ設定部、34 演算部、40 光源、100 照明器具、AC 商用電源、C1、C2、C3、C4 コンデンサ、D1、D2 ダイオード、DB 整流器、L1、L2 コイル、Q1、Q2 スイッチング素子、R1、R2、R4、R5、R6 抵抗 10 lighting device, 12 boost chopper circuit, 14 control power supply circuit section, 16 step-down circuit section, 18 MOSFET driver, 20 buck converter circuit, 30 control circuit, 32 operating parameter setting section, 34 calculation section, 40 light source, 100 lighting fixture, AC commercial power supply, C1, C2, C3, C4 capacitor, D1, D2 diode, DB rectifier, L1, L2 coil, Q1, Q2 switching element, R1, R2, R4, R5, R6 resistor
Claims (6)
前記点灯回路を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、第1演算式で算出された前記スイッチング素子の第1周波数が予め定められた範囲外の場合、前記第1周波数で前記スイッチング素子を動作させ、前記第1周波数が前記範囲内であり、第2演算式で算出された前記スイッチング素子の第2周波数が前記範囲外の場合、前記第2周波数で前記スイッチング素子を動作させ、前記第2演算式は、前記第1演算式よりも算出結果が小さいことを特徴とする点灯装置。 a lighting circuit that lights up a light source by turning on and off a switching element;
a control circuit that controls the lighting circuit;
Equipped with
The control circuit operates the switching element at the first frequency when the first frequency of the switching element calculated by the first arithmetic expression is outside the predetermined range, and the control circuit operates the switching element at the first frequency when the first frequency is within the range. If the second frequency of the switching element calculated by the second arithmetic expression is outside the range, the switching element is operated at the second frequency, and the second arithmetic expression is calculated from the first arithmetic expression. A lighting device characterized in that the calculated result is small.
前記光源と、
を備えることを特徴とする照明器具。 The lighting device according to any one of claims 1 to 5,
the light source;
A lighting fixture comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022031249A JP2023127447A (en) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | Lighting device and lighting fixture |
Applications Claiming Priority (1)
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2022
- 2022-03-01 JP JP2022031249A patent/JP2023127447A/en active Pending
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